页岩气你了解吗?页岩气的特点是什么?二氧化碳开采页岩气一举多得！

　　页岩气你了解吗?

　　页岩气是指富含有机质、成熟的暗色泥页岩或高碳泥页岩中由于有机质吸附作用或岩石中存在着裂缝和基质孔隙，使之储集和保存了一定具商业价值的生物成因、热解成因及二者混合成因的天然气。

　　页岩气赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气。是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的混合，可以游离态存在于天然裂缝和孔隙中，以吸附态存在于干酪根、黏土颗粒表面，还有极少量以溶解状态储存于干酪根和沥青质中，游离气比例一般在20%～85%

　　页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，中国的页岩气可采储量较大。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。较常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产页岩气分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。

　　页岩气赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源和化工原料，主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等，用途广泛。页岩气生产过程中一般无需排水，生产周期长，一般为30年～50年，勘探开发成功率高，具有较高的工业经济价值。根据预测，我国的主要盆地和地区资源量约36万亿立方米，经济价值巨大，资源前景广阔。

　　2021年12月24日下午，2022年全国能源工作会议在北京召开。会议中指出，油气方面，加大油气勘探开发，预计全年原油产量1.99亿吨、连续3年回升,天然气产量2060亿方左右、连续5年增产超百亿方,页岩油产量240万吨、页岩气产量230亿方、煤层气利用量77亿方，继续保持良好增长势头。

　　页岩气的特点是什么?

　　页岩气与深盆气、煤层气一样都属于“持续式”聚集的非常规天然气。

　　天然气在页岩中的生成、吸附与溶解逃离，具有与煤层气大致相同的机理过程。如图所示，通过生物作用或热成熟作用所产生的天然气首先满足有机质和岩石颗粒表面吸附的需要，此时所形成的页岩气主要以吸附状态赋存于页岩内部。当吸附气量与溶解的逃逸气量达到饱和时，富裕的页岩气解吸进入基质孔隙。随着天然气的大量生成，页岩内压力升高，出现造隙及排出，游离状天然气进入页岩裂缝中并聚积。

　　页岩岩性多为沥青质或富含有机质的暗色、黑色泥页岩和高碳泥页岩类，岩石组成一般包括30%～50%的粘土矿物、15%～25%的粉砂质(石英颗粒)和4%～30%的有机质。正是由于页岩具有这样的特性，所以页岩中的天然气具有多种存在方式，主要包括了2种形式，即游离态(大量存在于页岩孔隙和裂缝中)和吸附态(大量存在于粘土矿物、有机质、干酪根颗粒及孔隙表面上)，其中吸附态存在的天然气占天然气赋存总量的20%以上(BarnettShale)到85%(LewisShale)。

　　二氧化碳开采页岩气一举多得

　　从近日召开的国家重点基础研发计划(973计划)“超临界二氧化碳强化页岩气高效开发基础”阶段成果总结暨研讨会上获悉，我国科学家利用超临界二氧化碳高效开发陆相页岩气，把二氧化碳压入地下封存，同时把页岩气采上来，一举多得。

　　此项目于2013年10月由国家科技部正式立项，武汉大学、重庆大学、陕西延长石油(集团)有限责任公司等9家单位共同承担。

　　据项目首席科学家李晓红院士介绍，项目研究人员通过超临界二氧化碳破岩、压裂增渗、置换页岩气机理等方面的基础研究与关键技术攻关，形成超临界二氧化碳强化页岩气高效开发理论体系和技术方法。具体技术是将液态二氧化碳注入页岩气井下。当温度和压力处于31.1℃、7.38兆帕以上时，二氧化碳就处于超临界态，此时它既有气体的低黏度、超强的流动性和渗透性，又有液体的高密度。页岩对二氧化碳的吸附能力是吸附页岩气的4—20倍，超临界二氧化碳能将井下的页岩气挤出。

　　今年6月，项目组在陕西延长石油—延2011井进行了我国首次页岩气超临界二氧化碳压裂现场试验，并取得圆满成功。这标志着我国在自主探索陆相页岩气高效开发方面取得了重要的理论和技术突破，在这一领域走到了国际前沿，有望开辟一条绿色、环保、高效的陆相页岩气开发新途径。